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2011毕设--论文--WCDMA无线网络规划设计--唐华

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河南科技大学本科毕业设计(论文)

在UMTS中下行容量被看成比上行容量更重要,是因为话务的不对称,与下载类型业务较多有关。在3G中容量考虑下行比较多,影响上下行不同的因素为正交码和基站发分集。WCDMA用扩展码在下行链路区别小区,在上行用来区别用户。下行用218的gold码,被截成周期为10的帧,可甩扰码512,分成32个码组,每组有12个码。下行正交码对容量的影响,考虑用不规则短码,在一个路径的条件下是正交的,在多经的条件下部分正交性将消失,且引起小区内各用户之间相互干扰。

WCDMA的频谱效率与链路性能有关,理论分析与仿真表明上行链路的容量是下行链路容量的2到2.5倍。除了基站采用了天线分集外,主要是因为上行链路用了多用户信号检测技术,与一般接收机比较几乎提供了两倍的容量。但在下行链路,两个基站向同一移动台发射信号,而它们并不正交,只能起到多径分集的作用。

通过分析可以得出结论:下行覆盖比上行更依赖于负荷,原因是基站总发射功率被下行所有用户共享,650kbit/s以下覆盖由上行决定。WCDMA谱效率定义为一定比特率下同时呼叫数,或在3G中更直接用每小区5MHz上吞吐量表示,单位是kbit/s/cell/载波。它由很多因素决定,变化很大,系统模拟需要规定一些条件。

一般情况下,窄带IS95单载频全向基站的话务信道数可达23个,2%呼损条件下支持15.76Erl;单载频三扇区基站每扇区的话务信道数可达20个,2%呼损条件下每基站支持39.54Erl。对于WCDMA系统, 单载频提供信道由OVSF码与扰码共同决定。工程设计时应根据实际话务分布需求合理设置载频数量及合理配置各基站的话务信道数。

WCDMA本身是一个宽带系统,不可能会有较大的保护频带。因此,如何避免邻频干扰,也是网络规划中需要重点考虑的问题。

当本系统内部同一基站采用双载波或多载波时,因为两载波用相同的基站天线,邻道干扰可以完全避免。即此时不存在邻频干扰的问题。邻频干扰常出现在使用相邻频率的两运营商之间。目前,由于只有中国联通拿到了WCDMA牌照,因此国内暂时不会出现使用两个紧邻频段的WCDMA运营商。

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§3.5 WCDMA系统基站规划

基站规划是在连接覆盖和容量纽带,合理的利用地形设计基站及天线能大大的节省成本。 §3.5.1 选站原则

由WCDMA网络特性的分析可知,在WCDMA网络设计选择基站位置时,站址的设置应该尽量依照下列原则。

尽量采用接近六边型的蜂窝结构。这样做的好处有: (1)使前向链路干扰均匀分布;

(2)简化对软切换带给优化工作的复杂度;

(3)使天线可以设置下倾角,以控制基站的覆盖区域;

(4)充分利用2G基站站址资源,尽可能与原GSM基站共点设置; (5)WCDMA工作在2GHz频段,具有较高的传播损耗,站点周围阻挡少; (6)核实站点的基带传输能力,以便给3G基站提供足够的2M端口数量; (7)结合业务密度的预测做好基站的选址工作。因为不同的业务有不同的

覆盖半径,速率越高的数据业务其覆盖半径越小,所以在基本满足蜂窝结构的前提下,基站应该选在数据业务密集的位置,这样有利于提供更高速有效的数据服务。 §3.5.2 站址勘察

对于基站站址的选择、确定,通常按如下步骤进行:

(1)初始设计,在确定了建网目标后,应根据链路预算及容量估算的结果,

估算出所需的站点数目;

(2)确定候选站址,收集现网所有GSM基站数据,将其输入规划软件中,

进行可用基站甄选,在没有合适的现有基站可用时,可以考虑挑选新站址,并在规划软件中确定合适的站高、天线方向、下倾角等参数; (3)基站勘察,基站勘察应根据不同的项目采用不同的组织方法,但仍有

一些典型的要求。工程师应带着初步设计资料,如天线方向、天线类型来进行实地观测。在勘察表格上画出天线放置位置的草图。然后,

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对该基站周围环境的全景按照每45度拍摄一张,完成拍照勘查。基站勘察时需注意表3-2所涉及的内容。 3-2 基站勘察主要内容 工作内容 注释 检查周围是否有明显阻挡首先,确认阻挡物是否为相邻的楼房。接着,根据周物,此阻挡物在候选评估围的环境观察该站点的建筑物高度是否足够。 时并未提及的。 画出房顶或发射塔的草图,并确认以下内容: 天线位置及方向 房顶大小及离边缘距离 楼顶外墙,空调设备或其他房顶障碍物的位置 确定天线位置及方向 在房顶拍照,以获得该站的总体轮廓 检查以下项目: 天线位置和高度是否足够,不被房顶边缘阻挡 天线水平方向没有阻挡 满足共站要求的最小隔离度 记录现有通信 系统的详细资料 在草图上记下其他天线的位置方向,尽量记下天线类型:中国联通GSM系统;中国移动和其他系统 记下机柜设备即将放置的位置,房顶或在楼房里。建议的机柜位置能进出方便,允许日后扩展。在共站情况下,还应考虑有否足够的空间安装新机架,或考虑是否能扩大机房。 现有的防雷设备安装是否完好?工作状况怎样? 如准各安装新的微波传输设备,应记下其位置和天线数目,方便与WCDMA设备连接。否则,应确定与现有传输设备的连接点。 确认机柜/机架位置 防雷 传输 §3.5.3 天线选择及其安装

天线对于移动通信网络来说,起着举足轻重的作用,如果天线的选择不好,或者天线的参数设置不当,都会直接影响到整个移动通信网络的运行质量。

由于CDMA系统是自干扰系统,因此控制干扰是网络规划中的重要内容,同时要控制网络的软切换比例,减小系统资源的开销。除了调整功控和切换参数外,做好天线的设计也是获得好的网络性能的重要条件。尤其在基站数量多,站距小,载频数量多的高话务量地区,天线选择及参数设置对网

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络的干扰,覆盖率,接通率及全网服务质量有很大影响。

在市区话务量密集的地方,以三扇区站型为主,选用窄波瓣、中等增益天线,一般选用65度水平半功率角、增益16dBi左右的定向天线。避免扇区之间彼此干扰,避免越区覆盖。在一般市区或城市边缘及乡镇等,有一定的话务量并且需要良好覆盖的地方,以三扇区站型或两扇区站型为主,一般选用90度水平半功率角、增益18dBi左右的天线。增大基站的覆盖范围,减少盲区。

除了水平半功率角需要仔细选择外,在密集城区和市区,天线的垂直半功率角也在很大程度上影响小区的覆盖及干扰控制。宽波瓣角能更好地覆盖周围区域及高大建筑物,而窄波瓣天线则可以较好地控制干扰,需要根据实地情况,根据覆盖区域的特点,灵活选用天线类型。在偏远地区、农村等地区以提供覆盖为主要目的,应选用全向天线。充分利用硬件资源,提高设备利用率。

尽量选用d=?45度极化方式的双极化天线。因为它组合了+45度和-45度两副极化方向相互正交天线,并同时工作在收发双工模式下,大大节省了每个小区的天线数量和架设空间;同时由于?45度为正交极化(其极化分集增益约为5dB),有效保证了分集接收的良好效果。

由于在WCDMA网络中,通过改变天线方向和天线倾角的方式来改善网络的干扰情况是常用的方法,而采用机械下倾角方式虽然能控制主波瓣方向的干扰,但由于这种下倾导致了天线形状的畸变会增大旁瓣方向的干扰等,并且不能适用于全向基站,因此应该尽量选用电子下倾角的天线。利用赋形天线(上旁瓣抑制、下旁瓣零值填充),可以降低其它基站带来的干扰及彻底解决“塔下黑”的问题。共用馈线会引入干扰和损耗,若工程条件允许,建议WCDMA基站采用独立馈线系统。

在WCDMA系统中,为了获得更好的抗干扰效果,同时增强上行链路的覆盖,可以采用多发收天线,以取得更好的分集效果。因此,在进行天线安装设计时,要注意满足本系统内天线间的隔离距离,以保证分集效果。

基站的三扇区天线之间要保持120度的隔离,以给各个方向提供覆盖并保持扇区之间相应的重叠区域,避免过多软切换。但工程实际中,常需根据

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